JPS5815863A

JPS5815863A - 物質移動装置

Info

Publication number: JPS5815863A
Application number: JP57117654A
Authority: JP
Inventors: ボ・アラン・ヨハンソン; イングバ−・エルンスト・ロセル; スネ・ハ−コン・パルムクビスト; カユ・オベ・ステンベルグ
Original assignee: GANBURO HAATOORUNGU PURODAKUTS; GANBURO HAATOORUNGU PURODAKUTSU AB
Current assignee: GANBURO HAATOORUNGU PURODAKUTS; GANBURO HAATOORUNGU PURODAKUTSU AB
Priority date: 1981-07-07
Filing date: 1982-07-06
Publication date: 1983-01-29
Also published as: ATE16352T1; DE3267261D1; EP0069237B1; SE423679B; EP0069237A1; JPH0224545B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は１つまたはそれ以上の物質を気体と流体との間
で移動するための装置で、気体が気泡の形で流体に導入
され、この気泡から前記物質が流体へ移動され、しかる
後に、余分の気体が流体から気体へ移動された物質とと
もに除去されるようにされた装置に関する。

先ず本発明にしたがった装置は血液の酸素添加に、すな
わち、オキシジネータとして、用いられるように企図さ
れている。だが当業者には、本発明にしたがった構造が
多くのその他の目的に、すなわち、気体からの物質が流
体またはその他と反応せしめられあるいは上記物質が気
体と流体との間で交換されるべきであればこれに溶解せ
しめられる場合にも用いられることができることは明ら
かである。

酸素添加に関する限り、６つの主な型式が有名である。

多分、最も古いものは血液のフィルムが酸素を含んだ大
気と直接接触して形成される型式である。第２ｉＩ）型
式においては、その代りに酸素が半透膜を通してこの膜
の一方の側の酸素含有、大気から他方の一側の血液へ拡
散せしめられる。本発明にしたがった装置が属している
第６の型式はパッデルオキシジネータの名で知られてい
る。この型式においては、酸素を含んだ気体の気泡が血
液に直接作用するように血液に直接導入される。所望の
作用後に、余分の気体は血液から回収される２酸化炭素
とともに除去される。

最後の型式の、すなわちパツゾルオキシジネータの構造
の例はたとえば下記の米国特許の明細書に記載されてい
る：第３，１７５，５５５号、第２．９５４．０６７号
、第５，５４５．９５７号、第４，０５７，６２２号、
第５．４６８，８５１号、第５．４８８，１５８号、第
５．６１５．２３１８号、第４，０５８，３６９号、第
３．５７８．４１１号、第５．２９１，５６８号、第４
，０５３，７２４号、第５，８２７，８６０号、第５．
８５５，４７９号、第４，０６７，６９６号、第４．０
６５，２５４号、第４，１５８，４６４号、第４，１５
８，２８８号。

特に、本発明は国際特許顕部ｐｏｔ／５ｍ８Ｑ１０００
９６号（公告第Ｗ０８１１０２８！１６号）の明細書に
記載されている装置を更に発展させたものである。

本発明にしたがった装置はらせん形に巻かれたパイプの
形をなした熱交換器を有する環状の、熱と気体の交換室
を含み且つ熱交換器がらせん状に巻かれた２つの部分か
ら成り且つ一方の部分が他方の部分の外側に巻かれてい
る゛ことに特徴を有している。この配列によれば、気体
交換のみでなく熱の移動に関して高い効率を有している
きわめてコンパクトな構造が得られる。この熱交換器は
考えられる限り加えられると思われる可能な最高圧力に
耐えるように寸法を与えられることができる。

この配列により、加熱媒体と処理される媒体との間にお
ける漏洩のおそれは軽減される。

できれば、らせん状に巻かれた前記の２つの部分は１１
１の隙間だけ互いに分離され且つ自体と、前記環状の熱
および気体の交換室のそれぞれ内側の壁および外側の壁
との間にそれぞか第２の隙間および第３の隙間を形成す
ることが好ましい。このような構体は気体の交換のみで
なく熱の伝達をも改善する、０前記のらせん状に巻かれた２つの部分が１本の同一のパ
イプの部分を構成し、それぞれ、一方が左巻きに巻かれ
、また他方が右巻きに巻かれ、熱交換器の入口と出口と
がこの熱交換器の同一端部に配列された場合、漏洩の観
点からきわめて高い安全性が得られる。この構造はまた
、熱交換器の導入によりてのみ閉じられる、初めには開
放している、熱および気体の交換室に頂部から下向きに
簡単に挿入されることができるので、取付けをも容易な
らしめる。

この熱および気体の交換室は熱交換器自身よりも長さを
長く適当に設計され、また上記熱交換器は混合室により
気体入口から分離されている。このようにして、気泡は
熱交換器の設計にか−わりなく形成されることができる
。

本発明にしたがった装置は、気体入口を底部にし、熱交
換器の入口と出口を上向きに向け、熱および気体の交換
室を垂直に配列されて配置されるように主として企１図
されている。ガス入口が前記熱交換器により形成されて
いる前記隙間内で一部つぶされ且つ（あるいは）変形さ
れる比較的大型の気泡の形成のためＪｉＩＩ囲全体にわ
たり均等に分布された、十分に明確に定められた大きさ
を有する、かなりの個数の孔から構成されてもよい。こ
の構造はまた気体の交換のみでなく熱の移動をも容易に
する。

前記隙間の大きさを保持するため、前記の環状の熱およ
び気体の交換室の内側の檎および（あるいは）外側の壁
は前記熱交換器をこれ等の壁からある距離に保持するよ
うにされたスペーサ要素ヲ有することができる。

前記混合室の上限をきわめて精密に画定するため、前記
環状の熱および気体の交換室の内側の壁および（あるい
は）外側の壁は熱交換器の支持のための肩部を有しても
よい。

既に述べたとおり、本発明にしたがった構造はいわゆる
オキシジネータとして主として用いられるが、その場合
、前記の流体は血液から構成されまた前記気体は酸素ま
たは酸素の混合物から構成され、上記の酸素または酸素
の混合物からの酸素が血液へ移動されまた２酸イー炭素
が血液から上記混合物へ移動されるようにされている。

したがって、本発明は互いに内部に配列されて相互に関
して容易に密封されることのできる多数の同心容器から
作られているこの種の構造に関して以下に述べられる〇一例として図示されている本発明の主題の実施例におい
て、静脈血が恵者から頂部に配列されている入口ノズル
１へ供給される。第２の入口ノズル２およびサンダル抽
出用ノズル３とともにこのノズルはオキシジネータの残
部に関して自由に回転することのできる分岐パイプ４に
配列されている。この分岐パイプ４０は、内側の中心の
流体入口ダクト６と、ガスの供給のための外側の環状隙
間７とを含んで前記オキシジネータの中心に配列された
２重壁入ロパイデ５上にねじ込められている。入口バイ
ア′）５と分岐パイｆ４との間にはバッキング８が配備
されている。かくして、血液はダクト６を通り且つなめ
らかな通路９を介して狭い環状隙間１０内へと垂直下方
へ流動せしめられる０次でこの隙間は幅を拡大された環
状の垂直の円筒状空間１１内に通じているがこの円筒状
空間は熱および気体の交換室を形成する。熱交換器１２
は流体の入口１３と流体の出口１４とを有している。

この構造は第２図および第５図にきわめて詳細に図示さ
れている。これ等の図から明らかであるが、この熱交換
器は２つの別個な部分、すなわちそれぞれ内側部分１２
ａと外側部分１２１）とから成る単一のパイプから炸ら
れている。これ等の画部分はそれぞれ左巻きと右巻きと
でらせん形に巻かれている。上記２つの部分の相互間に
は隙間１２０が存在している。この熱交換器は上記熱交
換器と、垂直の円筒状空間１１、すなわち前記の環状の
熱および気体の交換室のそれぞれ外側の壁および内側の
壁との間にそれぞれさらに他の隙間１２（１および１２
８を形成している。

隙間１０と、その上方に形成されている気体交換室１１
とは中心に配列されている気体および流体の人口パイｆ
５と、頂部にて開口している中間の容器１６との間に位
置決めされるように設計、されている。

この装置がオキシジネータとして使用される場合には酸
素または酸素の混合物から成る気体は開口１Ｔおよび入
口室１８へ且つ殺菌フィルタ（図示されていない）とさ
らに他のダクトを介して人口パイｆ５内の環状空間７へ
供給される。隙間１０の上端部において隙間１０の周囲
に沿い均等に分布された１連の孔１０を通し、次で気体
は、隙間１０が幅を拡大された円筒状の空間１１内へ通
り越している場所にて、血液内へ押し込められる。この
配列により、血液と気体のきわめて有効な混合が達成さ
れる。気泡の形成は、空間１１の下方部分が前記熱交換
器に触れずに離れている混合室として設計され°Ｃいる
ので、容易にされる。

この混合法は隙間１２０１１２（ｉおよび１２・を有す
る以下の熱交換器１２でさらに改善される。

かくして気体と流体の混合物は前記隙間内を垂直上方に
流れる。この熱交換器の上端部において、前記の気体と
流体の混合物は環状の絞り隙間２９を通って流れる。か
くしてこの隙間は容器１６０頂端縁とその上方に備えら
れているふた３Ｇとの間に余水路の形で配列されてもよ
い。このふたは、２重壁入ロバ２イｆ５と一体をなすよ
うに設計され且つシール３１を介して外側のふた３２に
連結され、また上記外側ふた３２はなかんずく気体入口
室１８と、殺ｉ！Ｉフィルタ（図示されていない）とを
含んでいる。

だができれば、第４図から第７図までの図に闘□ 連して後に詳・細に述べられる、これ等の図に図示され
ている絞り導口２１を隙間２９の代りに用いることが適
当であると判明している。

余水路２９または絞り導口２９ａから気体の混合物は中
間容器１６とフィルタ３４との間の隙間３３を通って下
方に流れる。血液はフィルタ３４を通って血液収集空所
３５内へ流出する。また余分の気体はその代りに出口３
６を通って流出する。

サンノル抽出ノズル３は静脈血のサンプルを抽出するよ
うに企図されている。その代りに、サンダル抽出ノズル
３７とパイプ（図示されてし嘱なし亀）とを介して、上
記パイプが血液収集空間３５内に終っていることのため
、動脈血のサンダルを採取することが可能である。

内部に入口パイｆ５を配列されまた外側にフィルタ３４
を配列された中間の容器１６は分離された流体相のため
の底部出口４０を含んでいる外側ケーシング３９内に囲
われている。この外側ケーシング３９の底部の下方部分
は底部出口４０に向けて均等に傾斜したペース４２を有
する環状の隙間４１として設計されている。

この構造全体として、互いに挿入される多数の同心容器
から構成されていると云うことができる。

これ等の中の最も外側の容器は外側ケーシング、３９で
ある。この外側ケーシング内にフィルタ３４から形成さ
れである「容器」が挿入され、この「容器」はその底部
においてはベースリング４３により画定されまたその頂
部においては固定用リング４４により画定されている。

リング４４の助勢により上記フィルタは前に中間容器と
して述べられた容器１６の外側に固定される。次で上記
中間容器内へ２重壁容器として設計された入口パイｆ５
が挿入される。

ペースリング４３と固定用リング４４とはフィルタ３４
が容器１６の外側の壁に対しである角度をなすように設
計されている。この配列により、気体と流体の混合物が
フィルタ３４を通される前に気体と流体の混合物を収集
するための円錐形の空所４６が形成される。このように
、血液は、先ず、前記フィルタの下方部分を通過せしめ
られ且つより大きい流量においてのみフィルタ３４の上
方部分を利用せしめられる。

血液がフィルタ３４を通り抜ける前に気体と自液の混合
物に薬剤、ヘパリンまたはその他の添加物を供給するよ
うに企図された入口ノズルが符号４５で示されている。

孔２０に関しては、好ましい一実施例において、これ等
の孔が精確な直径を有する約１００個の孔から構成され
ると云われてもよい。この孔はたとえばレーデ−技法の
おかげで実際上正確に２５μであるように作られること
ができる。上記孔の長さが約６露である場合、毎分０．
７５リツトル梶の低さの気体の流量においてさえ、空気
がこれ等の孔の全てを通って流れることが判明している
。

この好ましい実施例においては、隙間１０が約３１１１
１１であるがこれは毎分２から６リツトルでの標準血液
流量において良好な混合物を提供する。だが本装蓋はま
たこれより小さい流量のみでなく大きい流量においても
使用できる。

最後にオキシジネータの各種の開口を閉じるための多数
のキャッゾが符号４７で示されている。

第４図および＃１５図に図示されている容器は大体にお
いて第１図の容器に対応している。だが上記容器は多少
変更されており、したがってこの理由で小文字のａ記号
付きで同一参照符号が用いられている。かくして、この
容器は符号１６１Ｌで示亭れまた隙間２９の代りに用い
られている絞り導口は符号２９１Ｌで示されている。符
号４８ａは熱交換器１２と容器１６ａとの間に形成され
る隙間１２（ｌに対応した隙間の大きさを互いに協同し
て画定する３個のリプを示している。熱交換器の下方の
限界または第１の室１９に対応している混合室の上方の
限界を５つの肩部４９ａが画定している。符号５０ａは
、血液が垂直下方に導かれている流れから上向きに導か
れている流れに滑らかに転向されること確実ならしめる
ように設計されている個所を示している。容器１（ｉａ
およびこれに取付けられたふた５２１Ｌが射出成形によ
り製造される場合のグラスチックの流出を容易ならしめ
るように中間のステージ５１ａは肉厚部分を有している
。

第６図および第７図から明らかなとおり、導孔２９ａは
２重湾曲形状を有している。

これ等の導孔が絞りを加えられるにもか−わらず血液が
やさしく取扱われるのを確実ならしめるので、この形状
はきわめて重要である。

とり然ながら、本発明は以上で述べられた実施例に制限
されず、特許請求の範囲内で各種の変更を施され得るこ
とはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にしたがったオキシジネータを通る縦断
面−１＃１２図および第６図はオキシジネータの一部を
形成する熱交換器のそれぞれ側面図および端面図、第４
図は多少変更された設計のオキシジネータの一部を形成
する中間容器を通る縦断面図、第５図は開口上端部から
見た対応した容器の端面図、第６図および第７図はそれ
ぞれ第４図および第５図に示されている容器の頂部端縁
に設けられている絞り導孔を通るＶＩ−ｖｉｍに沿った
断面図およびｖｔ−ｖｉａに垂直をなす断面図である。１・・・入口ノズル、２・・・第２の入口ノズル、３・
・・サンダル抽出ノズル、４・・・分岐パイプ、５・・
・２重壁入ロパイｆ、６・・・丙側入ロダクト、Ｔ・・
・外側環状隙間、８・・・パツキン、９・・・滑らかな
通路、１０・・・狭い環状隙間、１１・・・広幅の環、
状垂直円筒状空間、１２・・・熱交換器、１２ａ・・・
単一パイプから成る内側部分、１２ｂ・・・単〒パイゾ
から成る外側部分、１２０・・・隙間、１２（１，１２
・・・・隙間、１３・・・流体入口、１４・・・流体出
口、１６・・・中間容器、１７・・・開口、１８・・・
入口、室、２０・・・孔、２９・・・絞り隙間、３０・
・・ふた、３１・・・シール、３２・・・外側のふた、
３３・・・−間、３４・・・フィルタ、３５・・・血液
収集空間、３６・・・出口、３７・・・サンノル抽出ノ
ズル、３９・・・外側ケーシング、４０・・・底部出口
、４１・・・環状隙間、４２・・・ペース、４３・・・
ペースリング、４４・・・固定用リング、４５・・・入
口ノズル、４６・・・円錐形空間、４７・・・キャッゾ
。代理人　浅　村　　　　皓外４名

Claims

【特許請求の範囲】（ｌ）１つまたはそれ以上の物質を気体と流体との間で
移動するための装置で、気体が気泡の形で流体に導入さ
れ、この気泡から前記物質が流体へ移動され、しかる後
に、余分の気体が流体から気体へ移動された物質ととも
に除失されるようにさ−れ、またらせん形に巻かれたパ
イノの形をなした熱交換器（１２）を有する環状の、熱
および気体の交換室（１１）を含んで成る装置において
、熱交換器（１２）がらせん状に巻かれた２つの部分（
１２ａ）、（１２ｔ））から成り且つその一方の部分（
１２１））が他方の部分（１２１Ｌ）の外側に巻かれて
いることに特徴を有する装置。（２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、らせ
ん状に巻かれた２つの部分（１２ａ）、。（１２ｂ）が第１の隙間（１２０）により互いに分離さ
れ且つそれぞれ自体と前記環状の熱と気体の交換室のそ
れぞれ内壁および外壁との間に第２（１２（１）と第３
（１２８）の隙間を形成することに特徴を有する装置。（３）特許請求の範囲第１項かまたは第２項のいずれか
１つの項に記載されている装置において、らせん状に巻
かれた２つの部分（１２ａ）、（１２ｂ）が熱交換器の
人口と出口（１３）、（１４）を同一物の同一端部に配
列されてそれぞれ左巻きと石巻、きとで巻かれている１
つでしかも同じパイノの部分を構成していることに特徴
を有する装置。（４）、特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれ
かの１つの項に記載されている装置において、前記の熱
と気体の交換室（１１）が熱交換器（１２）よりも長く
、また熱交換器が混合室（１９）により気体人口（２０
）から分離されていることに特徴を有する装置。（５）％許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
の１つの項に記載されて、いる装置で、熱と気体の交換
室（１１）が、気体入口（２０）を底部に設けられ且つ
交換器（１２）の入口および出口（１３，１４）を上向
きに向けられて、垂直に配置されるように企図されてい
る装置において、ガス入口（２０）が、前記隙間（１２
０ｉ２ｄ１１２・）内で一部つぶされ且つ（あるいは）
変形される比較的大聖の気泡の形成のため周囲全体にわ
たり均等に分希された、十分に明確に定められた大きさ
を有する、かなりの個数の孔から構成されていることに
特徴を有する装置。（６）　　特許請求の範囲第５項記載の装置において、
熱および気体の交換室（１１）の末端が室頂部において
、気泡のそれ以上のつぶしのための狭い環状隙間（２９
）に終り、気泡のそれ以上のつぶしの後にこれ等の気泡
が気泡の実質上完全なつぶしのため充填材（３４）を有
するスキ之ング室（３３）。（４６）に導入されることに特徴を有する装置。（７）　　特許請求の範囲第１項から第６項までのいず
れかの１つの項に記載されている装置において、熱交換
器を壁からある距離に保持して、壁と熱交換器との間に
隙間を形成するようにされたスペーサ要素（４８ＳＬ）
が環状の熱および気体の交換室（１１）の内側の壁と（
あるいは）外側の壁土に配列されていることに特徴を有
する装置。（８）　　特許請求の範囲第１項から第７項までのいず
れかの１つの項に記載されている装置において、熱交換
器の支持のための肩部（４１）が前記環外側の壁土に配
列されていることに特徴を有する装置。